谢鸿光 陈丽萍 王颖姮 蔡秋华 魏林艳 魏毅东林强 郑燕梅 何炜 吴方喜 谢华安 张建福*
(1 福建省农业科学院 水稻研究所,福州 350019;2 闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室/农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/杂交水稻国家重点实验室华南研究基地/福建省作物分子育种工程实验室/福建省水稻分子育种重点实验室/水稻国家工程实验室,福州 350003;#共同第一作者:591511205@qq.com;373200630@qq.com;*通讯作者:jianfzhang@163.com)
水稻是我国重要的粮食作物之一,全国60%以上的人口以稻米为主食[1]。随着经济的发展及人们生活水平的提高,对稻米品质的要求也越来越高,高产与优质成为当前水稻品种改良的主要目标[2]。稻瘟病在我国尤其是在高湿高热的南方山丘地区容易高发重发,每年都给水稻生产造成不同程度的损失,严重威胁粮食安全[3]。因此自2008 年起我国在水稻新品种审定中实行稻瘟病抗性“一票否决”制。但稻瘟病发病机制极其复杂,稻瘟病菌生理小种繁多且极易发生变异,稻瘟病防范缺乏一劳永逸的方法,通过不断选育携带多个抗性基因的水稻抗病新品种是一种比较经济、安全、有效的防治手段[4-5]。目前国内外科学家们已经鉴定并克隆了大量的抗病基因,非常有利于在育种上通过传统杂交结合分子标记辅助选择(MAS)来高效聚合抗性基因[6]。
近年来全球气候逐渐变暖,夏季极端高温现象普遍发生,稻谷的储藏问题更加凸显,特别是在高湿高热的南方地区,稻谷在储藏过程中极易陈化变质并伴随种子活力和发芽率的下降,同时米质变差、营养成分受到破坏[7-8]。因此,耐储藏也是衡量新品种的一个重要指标。基于此,福建省农业科学院育成了优质、高产、抗病和耐储藏的水稻品种内10 优7185。
父本福恢7185 是福建省农业科学院水稻研究所创制的综合性状优良的恢复系,经与Ⅱ-32A、谷丰A、Y58S、深08S 等多类型不育系进行测配,表现为恢复力强、配合力好,所配杂种优势强[9]。母本内香10A 为四川省内江杂交水稻科技发展中心选育的优质籼型三系不育系。2014 年将福恢7185 与内香10A 进行小面积制种,组合命名为内10 优7185。内10 优7185 于2017—2019 年参加长江上游国家区域试验与生产试验,于2020 年11 月通过国家农作物品种审定委员会审定(审定编号:国审稻20200127),2021 年1 月通过海南省农作物品种审定委员会审定(审定编号:琼审稻2020006)。
据农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心检测,内10 优7185 糙米率81.0%、整精米率65.8%、粒长7.2 mm、垩白度1.0%、垩白粒率10 %、透明度1 级、胶稠度74 mm、直链淀粉含量16.9 %,达部颁一等优质稻标准;碱消值5.5 级,达部颁三等优质稻标准。此外,近些年稻米的香味逐渐受到人们关注,香稻在市场中的占比开始加大,成为影响稻米价格的一大因素[10]。迄今为止,水稻中仅Badh2 这个香味基因被鉴定并克隆[11]。作者对内10 优7185 的2 个亲本福恢7185 和内香10A进行Badh2 基因序列测序分析,发现福恢7185 中的Badh2 基因序列与日本晴一致,均为基因编码序列完整的无香味单倍型,而内香10A 中的Badh2 基因序列则为在第7 外显子处发生了8 个碱基缺失及3 个碱基的变异,即具有香味的Badh2-E7 单倍型(图1)。而食用的杂交稻稻米为其F2种子,其中有1/4 具有香味,故内10 优7185 的部分稻米具有香味。
图1 香味基因Badh2 在各品种中的单倍型分析
2020 年对内10 优7185 及其亲本内香10A 和福恢7185 进行田间和室内抗稻瘟病鉴定。田间抗性鉴定于6 月在福建省上杭县茶地镇国家级稻瘟病抗性鉴定点进行,结果表明,福恢7185、内香10A 及内10 优7185 的苗瘟均表现为抗,叶瘟分别表现为中感、抗和中抗,穗颈瘟分别表现为中感、抗和中抗,稻瘟病综合评价分别为中感、抗和中抗。室内稻瘟病抗性鉴定在福建省农业科学院植物保护研究所稻瘟病抗性鉴定中心进行,幼苗生长约3 周进行接菌,采用的10 个稻瘟病菌株由福建省农业科学院植物保护研究所稻瘟病抗性鉴定中心提供,编号为S1~S10,分别对应菌株JL8053-2、SH18067-6、NH18046-2、NH18048-3、JY18028-4、SH17011-7、SH17010-3、SM17020 -1、JL1501 -1和JY18058-1,结果显示,福恢7185、内香10A 及内10 优7185 的抗菌株率分别为0%、90.90%和100.00%,对应的抗性评价分别为感、抗和抗(图2,表1)。此外,在两年区试中,内10 优7185 田间表现为轻感穗颈瘟、中感白叶枯病。
表1 内10 优7185、内香10A 和福恢7185 的稻瘟病抗性鉴定结果
图2 内10 优7185、内香10A 和福恢7185 的室内苗期稻瘟病抗性鉴定
2021 年对内10 优7185 及其父本福恢7185 的耐储藏性进行了鉴定。为了更客观地评价内10 优7185的耐储性,选择了同时期同地点(海南藤桥)播种的几个耐储藏性不同的水稻品种作为对照,包括耐储藏的云恢290、耐储藏性一般的9311 和不耐储藏的明恢86及玉晶丝苗。为了消除各品种种子本身休眠性的影响,将收获的各品种种子在37 ℃烘干箱中烘干5 d 先破除休眠。后每个品种选择饱满种子50 粒,3 个重复,置于温度42 ℃、相对湿度88%的密闭干燥器,分别进行人工老化处理21 d 和28 d。将处理前后的种子置于光照培养箱[300 μmol/(m2·s)光照14 h,温度30 ℃/黑暗10 h,温度25 ℃、湿度75%]进行发芽试验,分别在萌发4 d 时统计短时发芽率及在萌发10 d 时统计整体发芽率,通过种子的萌发情况来判断其耐储藏性。以萌发4 d的露白种子数除以总种子数计算4 d 的短时发芽率,萌发10 d 后同时具有胚芽和胚根的种子数除以总种子数计算10 d 的整体发芽率[12]。统计结果显示,未进行老化处理的种子短时发芽率和整体发芽率各品种间没有显著差异;老化处理21 d,只有明恢86 的短时发芽率和整体发芽率显著下降;老化处理28 d,各品种之间的耐储藏性差异明显,云恢290 的短时发芽率和整体发芽率分别为77.67%和79.33%,福恢7185 分别为48.00%和21.00%,内10 优7185 分别为65.33%和72.00%,9311 均为20.00%,明恢86 及玉晶丝苗均低于10.00%(图3)。内10 优7185 短时发芽率虽然显著低于云恢290,但仍处在一个较高水平,而整体发芽率与云恢290 没有显著差异,表明内10 优7185 种子具有较好的耐储藏性。
图3 人工老化处理前后各品种的短时发芽率和整体发芽率
2018 年参加长江上游国家水稻区域试验,平均单产649.8 kg/667 m2,比对照F 优498 增产6.2%,增产点比例86.4%;2019 年续试,平均单产639.9 kg/667 m2,比对照F 优498 增产3.8%,增产点比例86.4%。两年区试平均全生育期148.5 d,比对照F 优498 迟熟1.1 d。两年区试主要农艺性状表现:有效穗数14.1 万/667 m2,株高124.2 cm,穗长25.0 cm,每穗总粒数185 粒,结实率84.1%,千粒重30.6 g。两年区试田间抗性:稻瘟病综合指数分别为3.8 和4.2,穗瘟损失率最高级7 级;褐飞虱平均级为9 级,最高级为9 级;抽穗期耐热性为3 级,耐冷性为耐冷型。
根据当地的气候条件,适时早播;控制秧田播种量,适当稀播,秧田用种量不超过12.0 kg/667 m2,施足基肥,3 叶期后根据田间秧苗素质适时适量追肥。
抓住水稻最佳移栽期移栽,浅水浅栽,秧苗入泥深度不能超过3.0 cm。采用单行或双行条栽。根据当地的土壤肥力条件,施足底肥,合理控制追肥。
浅水栽秧、薄水分蘖、适水孕穗。移栽后一般水深以盖泥为度。根据分蘖状况,苗够适时晒田,即总茎蘖数达到目标成穗数90%时及时控蘖,减少无效分蘖,提高成穗率和大穗率。晒田后实行间歇灌溉,孕穗期适当水层护苗,防止脱水,灌浆期采用湿润灌溉提高结实率和粒质量。
根据田间状况适时进行化学除草或中耕除草。根据病虫预测预报情况,做好稻瘟病、稻曲病、纹枯病、稻飞虱、螟虫和稻纵卷叶螟等病虫害的防治。
选择水利条件好、排灌方便、阳光充足、土壤肥沃、交通便利的大面积成片田作制种田;搞好隔离工作,保证种子纯度。
合理安排播期,根据当地气象资料预测好扬花期环境温度,在温度26 ℃~29 ℃、相对湿度70%左右易于颖花授粉,杂交种子结实好。注意错开连续阴雨天气进行授粉。在福建夏季制种父本分2 期播种,Ⅰ期安排在5 月初播种,过5~7 d 播Ⅱ期,母本与Ⅰ期父本时差15 d 播种,花期相遇良好。
繁殖父母本行比2∶10;制种父母本行比2∶14,父本株行距19.8 cm×19.8 cm,母本距父本19.8 cm,母本株行距13.2 cm×16.5 cm。与母本厢向垂直间隔4.0 m 左右设置一条走道,便于农事操作与赶粉。
在分蘖盛期和孕穗期要对父母本进行剥查,发现父母本花期不遇要及时调节。
繁殖田在母本始穗20%~30%时开始喷施“九二〇”,总用量不超过30.0 g/667 m2;制种田在母本始穗20%~30%时开始喷施“九二〇”,用量不超过40 g/667 m2,根据气候及田间实际情况喷施2~3 次。
苗期注意防治稻蓟马,分蘖期、孕穗期、抽穗期注意防治螟虫,孕穗期注意防治纹枯病,盛花期喷施克黑净2 次防治稻粒黑粉病。
要从苗期就开始去杂保纯,重点在抽穗扬花期去杂。收割母本前,应先割去父本。母本在80%~90%成熟时就要及时收割。单收、单脱、单晒、单贮,统一精选除杂,确保种子质量。